基坑开挖技术交底[全面]

1、松山湖北站基坑开挖技术交底1 编制依据1建筑基坑支护技术规程.JGJ 120-99.中国建筑科学研究院;2铁路隧道工程施工技术指南.TZ 204-2008.中铁一局集团有限公司;3珠江三角洲城际轨道交通网东莞至惠州城际轨道交通项目施工图.2 基坑开挖技术要求(1)车站主体基坑长237.1米,两侧宽25.3米,中心处宽21.3米,深18.88米20.93米,车站主体基坑土石方开挖遵循“纵向分段,竖向分层,从上至下,对称平衡”的施工原则.(2)遵守基坑开挖时空效应规律.基坑的变形与土方开挖的时间、空间、开挖位置、无支撑暴露时间有关.在基坑工程实践中,基坑开挖因某种原因暂停一段时间,变性会随时间不断

2、增长.在基坑开挖过程中,适当减少每步土方开挖的尺寸,并减少未支撑前围护结构的暴露时间,有计划地对基坑中的土体进行多种形式的划分:分层、分条、条块、对称、平衡地进行开挖,以期在每一时刻都利用土体的抵抗力形成的空间作用,加强对围护结构稳定的支撑,减少围护结构的位移,提高基坑的稳定性,因而也减少了 周围地层的移动.(3)基坑四周需预留三角上护坡,每层开挖厚度 不宜超过3米,并应由人工开挖支撑沟槽.(4)开挖沟槽底至支撑下0.5米处及时架设腰梁及支撑,遵循先撑后挖的原则,钢支撑的安装偏心应小 于20米米,在支撑未达到正常使用前,不得超挖下层土方.(5)开挖至距坑底300米米时应由人工开挖、找平并对坑底

3、进行及时封闭,不允许欠挖,尽量减少超挖,一般控制在50米米.(6)基坑开挖施工时,围护结构周围的地面堆载不得大 于20Kpa,且基坑周边2米范围内不得堆载.(7)以机械开挖为主,人工开挖为辅,采取措施避免碰撞.基坑部分进入基岩段需采用爆破施工,需严格按照国家及地方的爆破要求进行施工.(8)基坑分段开挖施工时,应根据地质情况确定安全的纵向放坡坡度 ,雨天或长时间不开挖时应做护坡处理,应严防基坑内发生纵向滑坡.(9)分段开挖时,保证每一施工分段内设有一集水井,确保及时排除基坑渗水.3 基坑开挖方案3.1 施工准备基坑开挖的施工准备包括以下几个方面:1、所有材料、设备、运输作业机械、水、电等必须进场

4、到位.2、弃土地点必须落实,弃土线路畅通.3、降、排水系统正常运转.4、管线改移,支吊保护全部完成或落实好开挖过程中的加固保护措施.3.2 开挖机械和运输机械根据本标段基坑工程的围护结构形式、基坑规模、地质条件、工期要求、场地条件及车站总体安排要求,选液压反铲挖掘机开挖为主,基本上采用小 型反铲挖土机挖土,大 型反铲挖土机负责装土方的传递方法进行挖土.辅以推土机、装载机、桁架龙门吊等设备,弃土外运则以自卸汽车为主.3.3 基坑开挖及支撑施工工艺及施工参数基坑从两端自西向东,由东向西,对称开挖至基坑中心处,纵向共分十二段,其中第一段和第十二段开挖长度 为18.55米,其余各段开挖长度 为20米,

5、每段中又分七层,每层分成3米一小 段,每小 段挖方量约200,限在8小 时内挖完而后即于4小 时内再挖去3米一小 段土方而暴露的围护结构旁的土尽快在4小 时内安装1根60016米米钢管支撑,按设计施加支撑设计轴力的30%50%.开挖到基坑设计底面时,也分3米一条开挖,每开挖3米宽一条立即浇制一条宽3米的混凝土垫层,以起底撑作用,按此施工参数进行开挖支撑,地下围护结构的无支撑暴露时间限制在12小 时以内,见图12.基坑开挖中纵向土坡坡度 的采用,系经过按条分法对纵向边坡抗滑动稳定性的验算,抗滑动安全系数Ks符合要求.在宽度 小 于20米的车站深基坑中,此安全系数Ks=1.2,在宽度 大 于20米

6、的车站深基坑中Ks=1.5.经过验算,本次开挖坡度 采用45度 符合要求,安全系数Ks=1.5,详见 6 边坡坡度 稳定性验算.当某开挖段做好内部结构后纵向边坡要保留较长时间时特别注意采取护坡措施,防止暴雨及地面水流冲刷边坡而引起边坡塌滑冲断支撑甚至导致基坑支护结构坍垮.3.4 开挖和出土1、开挖步骤第一层土方开挖:自地面分段、分层开挖到第一道钢筋混凝土支撑底面标高,及时架设钢筋混凝土支撑,开挖高度 1.2米.第二层土方开挖:自地面分段、分层放坡开挖至第一道钢筋混凝土支撑底面标高下3米,放坡坡度 为450,弃土直接装入自卸汽车倒运或外运,开挖高度 3米.第三层土方开挖:自地面分段、分层放坡开挖

7、至第二道支撑的底面标高,及时架设第二道支撑,放坡坡度 为450,第三层开挖高度 3米.第四层土方开挖:自地面分段、分层放坡开挖至第二道支撑的底面标高以下3米,放坡坡度 为450,第四层开挖高度 3米.第五层土方开挖:自地面分段、分层放坡开挖至第三道支撑的底面标高,及时架设第三道支撑,放坡坡度 为450,第五层开挖高度 3米.第六层土方开挖:自地面分段、分层放坡开挖至第三道支撑的底面标高以下3米,放坡坡度 为450,第六层开挖高度 3米.第七层土方开挖:自地面分段、分层放坡开挖到距基底标高以上0.3米处,开挖高度 1.6米,留下30厘米土体人工开挖.2、基坑开挖工艺流程图如下图1-1 基坑开挖工

8、艺流程图表层土方开挖，及时支撑钢筋混凝土支撑第二层土体开挖重复、步骤、开挖至基底标高以上30cm第三层土方开挖，及时架设第二道钢管支撑30cm人工开挖层开挖开挖结束183、基坑开挖及支撑施工流程示意图见图1-2,图1-3.4、出土方法 对第一层土体,弃土直接装入自卸汽车倒运或外运; 对第二层土体,弃土用大 型反铲挖土机直接装入自卸汽车倒运或外运; 对第三、四、五、六、七层土体,采用小 型反铲挖土机挖土,选用大 型反铲挖土机负责装土的传递方法进行,弃土传至地面自卸汽车倒运或外运.3.5 挖土机械配备和出土量 第一、二层土方共21410,施工配备3台1.0挖土机,14辆15t自卸汽车,日出方量在9

9、00,约24天可完成. 第三、四、五、六、七层土方共70348,配备1台1.0挖土机4台,0.3挖土机8台,0.52挖土机4台,14辆15t自卸汽车,日出土方量在600,约140天可完成. 总出土方量共计91757.7,完成时间共计164天. 各挖土机械性能参数详见 8 挖土机械性能参考图 .4 基坑开挖施工技术措施为确保土石方开挖施工的安全、顺利,特制定以下的施工技术措施.(1)土石方开挖过程中应特别注意市政管线的保护.土石方开挖过程中应特别强调对需要支吊管线的保护.在土石方开挖过程中应该做到:开挖暴露前调查清楚(包括具体里程、埋深等)、标明位置,开挖过程中留有保护距离、人工挖掘暴露,暴露后

10、加以悬吊保护,不得碰撞.管线附近土石方采用垂直运输的方法.(2)土石方开挖到各层钢管支撑底部时,应及时施作钢管支撑,如不能及时施作支撑的区段应注意抽槽开挖、留土护壁.(3)土石方开挖过程中应注意坑内降水井的保护,确保降水、排水系统的正常运转.(4)运输便道应设专人修整,确保运输安全、提高效率.(5)机械开挖的同时应辅以人工配合,特别是基底以上1530厘米的土层应以人工开挖为主,以减少超挖、保持坑底土体的原状结构.(6)在土石方开挖过程中,应加强观察和监控工作,以便发现施工安全隐患,并通过监测反馈及时调整开挖程序.5 主要施工技术难点原因:坑内的钢管支撑水平净距只有2.4米,上下净距约5.4米5

11、.265米,采用一般作业方法时,挖掘机容易造成挤压、碰撞钢支撑.解决方法:在施工工作平台,预留钢管支撑槽,并采用小 型与大 型反铲挖土机接力传递的方式传送弃土至自卸汽车.6 边坡坡度 稳定性验算6.1 理论方法采用圆弧滑动条分法计算.如图7-4所示土坡,取单位长度 土坡按平面问题计算.设可能的滑动面是一圆弧AD,其圆心为O,半径为R.将滑动土体ABCDA分成许多竖向土条,土条宽度 一般可取b=0.1R,图 土坡稳定分析的条分法费伦纽斯条分法假设不考虑土条两侧的条间作用力效应,由此得出土条i上的作用力对圆心O产生的滑动力矩米s及抗滑力矩米r分别为: 而整个土坡相应于滑动面AD时的稳定安全系数为:

12、6.2 计算参数参考设计图纸DK26+919DK28+300明挖围护结构图 设计说明 岩土工程设计参数建议值,见下表.岩土名称岩土状态内摩角(度 )粘聚力(Kpa)质量密度 (g/厘米3)粉质粘土硬塑20.2151.786.3 计算数据及过程1、圆心确定方法:采用费伦纽斯近似确定最危险滑动面圆心位置的方法.图 费伦纽斯近似确定最危险滑动面圆心位置的方法土坡坡度 坡角角a角b1:1.04528371:1.5334126351:2.0263425351:3.0182625351:4.0140325362、各计算参数见表一、表二、表三表一序号水平距离a(米米)半径R(米米)sin=a/R弧度 角度

13、cos13888.594314.550.90127361.122700264.325980.4332523416.014314.550.79174190.913655352.348590.61085632943.434314.550.68221020.750781343.01660.73115642470.854314.550.57267850.609769534.937220.8197851998.274314.550.46314680.481542527.590350.88628261525.694314.550.35361510.361433120.708590.93539171053.

14、114314.550.24408340.246574414.127670.9697548580.534314.550.13455170.1349617.7326970.9909079107.954314.550.025020.02502261.4336890.99968710364.634314.550.08451170.08461264.8479470.996422表二土条编号土条宽度 b(米)土条中心高度 h(米)土条重量W(kN)(度 )Wsin(kN)Wcos(kN)AC弧长(米)10.472580.600795.053799864.3259844.5548562.18956120.4

15、72581.3650111.4823652.3485949.0910667.01406630.472581.8832215.84150443.01659810.8072411.5826140.472582.2651319.05410134.93721710.9118715.6201750.472582.1509418.09354427.5903528.37996716.0359760.472581.8900615.89904120.708595.62214114.8718270.472581.5656313.16996114.1276723.21456912.7716380.472581.17

16、9339.92043437.73269721.3348119.83022490.472580.749526.30490531.43368950.1577496.302932100.472580.263492.21645794.84794690.1873172.20852854.2615898.427516.1表三c(kPa)l(米)c*l(度 )tan()Wcos米r=c*l+tanWcos156.191.520.20.36792898.42751127.71427353、求稳定安全系数(见表四)表四米s=Wsin米s54.26158434米r米sk=米r/米s127.7142754.2615

17、84342.3536775614、结论基坑开挖中纵向土坡坡度 的采用,系经过按条分法对纵向边坡抗滑动稳定性的验算,抗滑动安全系数Ks符合要求.在宽度 小 于20米的车站深基坑中,此安全系数Ks=1.2,在宽度 大 于20米的车站深基坑中Ks=1.5.经过验算,本次开挖坡度 采用45度 符合要求,安全系数Ks=1.5,7 车站地表及基坑排水7.1 地表排水为了 防止地表水流入基坑,在基坑开挖轮廓线外侧0.5米左右设截水沟,每隔2030米左右设一集水井,将截水先排至沉淀池后排放,截水沟尺寸如下图所示7.2 基坑排水1、基坑降水以管井井点降水为主,排水沟明排为辅,井点间距10米,共需设21孔.2、在开挖基坑的四周或中部设排水明沟,每隔20米左右设一集水井,使基坑内渗水与施工废水汇入其中,再用水